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Resumen de la clase anterior Ciclo celular División celular Interfase • G1 • S • G2 Mitosis con citodiéresis • Profase • Reproducción • Metafase • Crecimiento • Anafase • Reparación • Telofase Meiosis con citodiéresis 1. Meiosis 2. Gametogénesis Introducción En esta clase hablaremos de la meiosis, proceso que genera cambios importantes en la cantidad y calidad del material genético. Presenta dos etapas, la meiosis I o reduccional y la meiosis II o ecuacional. La meiosis participa en la formación de gametos, proceso conocido como gametogénesis. 1. Meiosis 1.1 Características o Tipo de división nuclear y celular para originar gametos o células sexuales (haploides). o Se caracteriza por una duplicación del ADN (periodo S de la interfase) y dos divisiones celulares consecutivas, designadas con el nombre de: 1. Meiosis I o reduccional 2. Meiosis II o ecuacional 1. Meiosis 1.2 Meiosis I o Proceso reduccional, en el que una célula original diploide se transforma en dos células hijas haploides. o Consta de las etapas: Profase I, Metafase I, Anafase I y Telofase I. o Previo a la meiosis I , la célula ha duplicado su contenido de ADN de 2c a 4c. La profase I es la más larga y tiene a su vez subetapas. 1. Meiosis 1.2 Meiosis I Etapa Profase I Características Leptonema El material genético se encuentra laxo. Se aprecian los cromómeros (gránulos de cromatina intensamente teñidos) a lo largo de los filamentos. La célula tiene 2n y 4c. Etapa Profase I Características Cigonema Apareamiento de los cromosomas homólogos (sinapsis). Cada par de homólogos forma una tétrada o bivalente. Tétrada o bivalente La célula tiene 2n y 4c. Sinapsis 1. Meiosis 1.2 Meiosis I Etapa Profase I Características Paquinema Se produce el crossing-over o recombinación genética entre el par homólogo, lo que determina variabilidad genética. La célula tiene 2n y 4c. Etapa Profase I Características Diplonema Quiasma Se observan los quiasmas, lugares donde hubo recombinación. La célula tiene 2n y 4c. Cromátidas recombinadas 1. Meiosis 1.2 Meiosis I Etapa Profase I Características Diacinesis Los quiasmas se hacen terminales. Se desorganiza la membrana nuclear y comienza a organizarse el huso meiótico. La célula tiene 2n y 4c. Etapa Metafase I Características Los cromosomas homólogos se alinean en el plano ecuatorial, dando lugar a diferentes combinaciones al azar. Este proceso se conoce como permutación cromosómica. La célula tiene 2n y 4c. 1. Meiosis 1.2 Meiosis I La permutación cromosómica consiste en los distintos arreglos que pueden adoptar los cromosomas homólogos en el ecuador de la célula. Genera una segunda fuente de variabilidad genética. 1. Meiosis 1.2 Meiosis I Etapa Anafase I Características Se produce la separación de los cromosomas homólogos. La célula tiene 2n y 4c. Etapa Telofase I Características Los cromosomas se desenrollan, se desorganiza el huso. En algunos organismos no reaparece la membrana nuclear y nucléolo. Se produce citodiéresis. Cada célula hija tiene n cromosomas y 2c de ADN. 1. Meiosis 1.2 Meiosis I Par de cromosomas homólogos Crossing-over Profase I Cromosomas Los cromosomas Células hijas haploides homólogos alineados homólogos se separan, en el centro de la desplazándose hacia célula polos opuestos de la célula Metafase I Anafase I Telofase I 1. Meiosis 1.3 Meiosis II Etapa Profase II Características¿Qué se produce antes de la meiosis II ? ¿Y qué características tiene? Desaparece carioteca y nucléolo cuando lo hay, se forma el huso. La cromatina se condensa en cromosomas. Las células tienen n y 2c. Etapa Metafase II Características Se alinean los cromosomas en el ecuador de la célula, un miembro de cada par. Las células tienen n y 2c. 1. Meiosis 1.3 Meiosis II Etapa Anafase II Características Las cromátidas se separan, siendo traccionadas hacia los polos. Cada cromátida pasa a ser un cromosoma. Las células tienen 2n y 2c. Etapa Telofase II Características Se reensambla el núcleo, desaparece el huso. Los cromosomas vuelven a ser fibras de cromatina. Al final de esta etapa se produce la citodiéresis, obteniéndose 4 células hijas con n cromosomas y c de ADN. 1. Meiosis 1.3 Meiosis II Profase II Metafase II Anafase II Telofase II 1. Meiosis 1.4 Proceso de no disyunción cromosómica Metafase I Anafase I No disyunción en anafase I Metafase II Anafase II Telofase II 1. Meiosis 1. Meiosis 1.5 Comparación de mitosis y meiosis Mitosis Meiosis Eventos importantes de la profase. Formación de los cromosomas, que corresponden a las unidades de herencia. Profase I: crossing-over. Profase II: condensación del material genético haploide. Eventos importantes de la anafase. Separación de las cromátidas hermanas. Anafase I: separación de los cromosomas homólogos. Anafase II: separación de las cromátidas hermanas recombinadas. Número de células hijas totales. 2 células hijas. 4 células hijas. Cantidad y características del material genético en las células hijas. Se mantiene la diploidía, no hay variabilidad. Las células hijas son haploides y presentan diferencias con respecto a la célula original y entre ellas. Tipos de células donde ocurre la división celular. Organismos eucariontes unicelulares, pluricelulares asexuados y sexuados (células somáticas). Células sexuales o gametos en organismos pluricelulares sexuados. 2. Gametogénesis 2.1 Definición Proceso que genera células sexuales o gametos, cuya característica es ser haploides y con variabilidad genética. Se presentan dos tipos de gametogénesis: ovogénesis y espermatogénesis. En este proceso se distinguen tres etapas: • • • Proliferación: división de las células germinales y los gonios. Crecimiento: aumento de tamaño de los gonios que los transforma en citos primarios. Maduración: etapa donde se lleva a cabo la meiosis I y II. 2. Gametogénesis 2.2 Espermatogénesis Fase de proliferación: en los testículos se encuentran las células precursoras de los espermatozoides, llamadas células germinales primordiales. Cuando llega la pubertad, estas células se comienzan a dividir por mitosis y originan los espermatogonios. Fase de crecimiento: los espermatogonios crecen y dan lugar a los espermatocitos primarios. Fase de maduración: los espermatocitos primarios sufren la meiosis I y producen los espermatocitos secundarios, los que cursan la meiosis II y generan 4 espermátidas. Fase de diferenciación: las espermátidas se transforman en los espermatozoides, proceso conocido como espermiohistogénesis. 2. Gametogénesis 2.2 Espermatogénesis Espermiohistogénesis Espermátida El aparato de Golgi se concentra en la cercanía del núcleo. Núcleo Aparato de Golgi Mitocondria Centríolos Las mitocondrias se concentran en la región próxima a los centríolos. Uno de ellos se transforma en flagelo. Espermatozoide Inicio de la formación del acrosoma Parte del citoplasma que será eliminado Núcleo haploide Mitocondrias Inicio de la formación del flagelo Pieza intermediária Cola o flagelo Cabeza Acrosoma 2. Gametogénesis 2.3 Ovogénesis Células germinativas (2n) 2n Ovogonios (2n) Mitosis Período proliferativo Etapa prenatal 2n Ovogonios (2n) 2n Período de crecimiento 2n Ovocito I (2n) Meiosis I Período de maduración Ovocito II (n) n n Polocito I (n) Meiosis II Óvulo (n) n n n n Polocitos II (n) La meiosis sólo se termina si hay fecundación. 2. Gametogénesis Ovogénesis Espermatogénesis 2. Gametogénesis 2.4 Gametos Acrosoma Cabeza Cuello Actividades Los siguientes cromosomas representan células que están en distintas etapas de la meiosis. Los cromosomas que aparecen oscuros son de origen paterno y los claros son de origen materno. 1.- V o F La etapa a) representa la anafase I. 2.- V o F La recombinación genética ocurre en e). 3.- V o F Si la cantidad de ADN nuclear (c) en G1 es de 18 pg (picogramos), en f) la cantidad será la misma. Actividades Los siguientes cromosomas representan células que están en distintas etapas de la meiosis. Los cromosomas que aparecen oscuros son de origen paterno y los claros son de origen materno. 4.- V o F El número diploide de esta especie es 2. 5.- V o F La secuencia de las etapas representadas es e) - b) – a) – c) – d) – f). Pregunta oficial PSU El gráfico muestra la variación de la cantidad de ADN nuclear en un ovocito, a través del ciclo proliferativo. ALTERNATIVA CORRECTA D De acuerdo con los datos del gráfico, ¿cuál de los siguientes eventos celulares sucede en los puntos P y Q, respectivamente? A) Meiosis I y meiosis II. B) Fecundación y meiosis I. C) Fin de interfase y telofase II. D) Fecundación y fin de la telofase mitótica. E) Síntesis de ADN y profase mitótica. Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, Admisión PSU 2011.